Модель и методика оптимизации объема...

ОАО РКК «Энергия», г. Королев, 11 ноября 2014 г.

Карасев Вадим Олегович

АНО НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика»,

Главный специалист отдела разработки систем анализа логистической поддержки, магистрант кафедры ИУ-1 МГТУ им. Баумана

Модель и методика оптимизации объема

оборотного фонда запасных частей,

обеспечивающего заданные показатели

готовности парка сложных технических изделий

2 © 2014 НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика»

Основные причины внепланового

простоя техники

Недоступность инфраструктуры

Отсутствие или занятость специалистов

Отсутствие необходимых запасных частей и материалов


Показатели готовности парка СТИ

Коэффициент эксплуатационной готовности

Коэффициент планируемого применения

Коэффициент

готовности системы ЗИП

Коэффициент готовности

изделия при бесконечной

системе ЗИП

Эксплуатационно-экономическая эффективность


Коэффициент планируемого

применения (Кпп)

Отражает долю времени, в течение которого Изделие

не должно находиться на плановом ТО.

Учитывает:

• Плановые простои

• Техническое обслуживание

Не учитывает:

• Простой по ожиданию запчастей

• Неплановое ТО


Коэффициенты готовности ЗИП

Коэффициент готовности изделия при бесконечной

системе ЗИП (КгЗИПinf) – вероятность того, что объект

окажется в работоспособном состоянии в

произвольный момент времени, кроме планируемых

периодов, в течение которых применение объекта по

назначению не предусматривается.

Коэффициент готовности системы ЗИП (КгЗИП) -

отражает долю времени, в течение которого система

ЗИП (в общем случае МТО) находится в

работоспособном состоянии, то есть все заявки на

запасные части удовлетворяются.


Эксплуатационные коэффициенты

Коэффициент эксплуатационной готовности

является произведением

Эксплуатационно-экономическая эффективность -

мера совершенства конструкции комплекса (образца) и

системы его технической эксплуатации, отражающая

взаимовлияние характеристик готовности и стоимости

владения. Приближенная формула для расчета:


Постановка задачи

Необходимо обеспечить требуемое значение Коэффициента

Эксплуатационно-экономической эффективности при условии

минимальных затрат:

В качестве подзадачи рассмотрим оптимизацию объема

оборотного фонда запчастей (по условию минимальной

стоимости), для обеспечения заданного коэффициента для

группового запаса со смешанной моделью пополнения запасов.

А – Количество изделий одного типа

С – Цена одного изделия


Системы МТО. Стратегии

пополнения запасов.

• Одиночный запас

• Групповой запас

• Двухуровневая система

• Многоуровневая система

• Стратегия периодического пополнения

• Стратегия периодического пополнения с

экстренными доставками

• Стратегия непрерывного пополнения

• Стратегия пополнения по уровню

• Смешанная стратегия пополнения


Исходные данные для расчета

значения Кгзип

• Данные о составе Изделия

• Данные о надежности СЧ (интенсивности отказов)

• Данные о среднем времени поставки (ремонта) СЧ

• Данные о начальном объеме запасных частей каждого

типа

• Данные о модели (стратегии) управления запасами

Для решения задачи оптимизации дополнительно

необходима информация о ценах составных частей.


Источники исходных данных

Оптимизация

оборотного

фонда

запчастей

Система

АЛП

PDM

Система

Система

мониторинга

эксплуатации

Фактические данные о надежности и


• Логистическая структура

• Данные о надежности

• Период пополнения склада МТО

• Модель управления запасами

• Средняя время и цены поставки изделий

ERP, MRP,

MRP-2

Состав изделия

Информация о

поставках, ценах,

и т.д.


Источники исходных данных

Оптимизация

оборотного

фонда

запчастей

Фактические данные о надежности и


• Логистическая структура

• Данные о надежности

• Период пополнения склада МТО

• Модель управления запасами

• Средняя время и цены поставки изделий

ERP, MRP,

MRP-2

Информация о

поставках, ценах,

и т.д.

Состав изделия


mi - Количество эксплуатируемых изделий i-го типа,

- Интенсивность отказов изделий i-го типа, выраженная в календ. времени

Ai - Начальный запас изделий i-го типа

Формулы расчета Кгзип

M - Число видов (номенклатура) запасных

частей)

Кгзип - Коэффициент готовности системы МТО

для изделий i-го типа ( i = 1…M ).

Ti - Среднее время от момента

формирования заявки на пополнение

запасов до момента доставки

Ti - Периодичность пополнения запасов

Для ремонтопригодных изделий

Для неремонтопригодных изделий


Алгоритм расчета

Для расчета Кгзип применен метод градиентного

спуска по многомерному пространству,

описываемому вектором показателей

надежности всей номенклатуры изделий.

Дополнительным ограничением при выборе направления

следующей итерации является условие максимального

увеличения логарифма Кгзип при минимальном увеличении

Стоимости нового вектора номенклатуры изделий:

Δ


Узкие места (Bottle necks)

Вычисление неполной гамма-функции:


Узкие места (Bottle necks)

Полный пересчет вектора частных

Кгзип на каждом шаге градиентного спуска

Решение: • Всегда хранить вектор предыдущего шага алгоритма

• В функцию расчета передавать вектор предыдущего

шага и позицию изменившегося элемента

• Вместо полного пересчета рассчитать значение для

изменившегося элемента

• Вычислить новое значение общего на основе известных, не

изменившихся с прошлого шага значений частных и

одного нового, вычисленного на данном шаге значения


Пример расчета


Анализ результатов

• Для обеспечения приемлемых показателей при использовании

смешанной модели пополнения запасов и системы групповых запасов

для отдельных образцов авиационной техники при заданных условиях

показателей эксплуатации может быть необходима достаточно

широкая номенклатура запасных частей

• Стоимость оборотного фонда запчастей по результатам расчета для

парка из 20 изделий за год при нормальном сценарии использования,

может быть сопоставима с каталожной стоимостью нового изделия.

• Эксплуатационно-экономическая эффективность и обоснованность

затрат на оборотные фонды, обеспечивающие высокий напрямую

зависят от показателей , и затрат на них, а так же,

возможности влияния на них в конкретной ситуации. Так как именно

вместе с этими показателями и его стоимость влияют на

коэффициент эксплуатационной готовности и эксплуатационно-

экономическую эффективность, как парка ВС, так и отдельных бортов.


Перспективы применения в

космической отрасли

• Стартовые комплексы

• Многоразовые космические корабли (ППТС, ПТК-НП)


Направления исследований

• Реализация методик расчета оборотных фондов для стратегий

периодического пополнения с экстренными доставками и пополнения

запасов по уровню.

• Разработка алгоритмов расчета величины оборотных фондов для

многоуровневых систем управления запасами.

• Разработка методов и алгоритмов расчета потребностей в запасных

частях для изделий, у которых время между отказами является

случайной величиной с распределением, отличным от

экспоненциального.

• Подробное исследование и сравнение результатов представленного

алгоритма расчета оборотных фондов с результатами альтернативных

программных продуктов для расчета и формирования оборотных

фондов (АСОНИКА-К-РЭС, ИНТЕЛЛЕКТ-ЗИП и другие).

• Более глубокое исследование влияния на в различных

условиях.


Литература

1. ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и

определения.

2. Г.Н. Черкесов «Оценка надежности систем с учетом ЗИП», СПб.: БХВ-

Петербург, 2012. – 480с.

3. Craig C. Sherbrooke “Optimal inventory modeling of systems Multi-Echelon

Techniques. Second Edition”, Kluwer Academic Publishers Group, 2004

4. Шура-Бура А.Э., Топольский М.В, «Методы организации расчета и

оптимизации комплектов запасных элементов сложных технических

систем»

5. Е.В. Судов, А.И. Левин, А.Н. Петров, А.В. Петров, Д.Н. Бороздин

«Анализ логистической поддержки. Теория и практика», М.: ООО

Издательство «Информ-Бюро», 2014. – 260с.

6. ГОСТ Р 53392-2009. Интегрированная логистическая поддержка.

Анализ логистической поддержки, М.:Стандартинформ, 2010.

Карасев Вадим Олегович

[email protected]

www.cals.ru

Спасибо за внимание!

Вопросы?

mailto:[email protected]

http://www.cals.ru/

Модель и методика оптимизации объема...

Documents

Transcript of Модель и методика оптимизации объема...